29、运行时软件演化中的控制与自适应系统

运行时软件演化中的控制与自适应系统

1. 运行时软件演化中的控制技术

控制是软件演化的一项关键技术，在运行时，控制机制可通过自适应技术来实现。其中，反馈控制和前馈控制是两种重要的控制方式，它们在软件演化中有着不同的应用场景。

1.1 反馈控制

反馈控制是管理不确定性的有力工具。基于反馈回路的自演化软件系统，能更好地应对不确定的演化场景。在运行时软件演化中，反馈控制通过以下步骤实现不确定性管理：
1. 监测系统的运行和环境。
2. 将观测到的变量与参考值进行比较。
3. 根据比较结果调整系统行为，以适应可能影响系统目标实现的干扰。

例如，在SMARTERCONTEXT中，反馈控制可使监控基础设施自动替换故障传感器。

1.2 前馈控制

前馈控制以开环方式运行，也能为软件系统的演化带来益处。它与反馈控制的根本区别在于：
|控制方式|控制依据|
| ---- | ---- |
|反馈控制|基于测量输出与参考输入的偏差|
|前馈控制|基于输入系统的计划|

前馈控制的计划对应于与执行环境中不确定变化无关的操作。此外，前馈控制还能让业务和系统管理员修改系统目标和策略，从而驱动反馈控制器的功能。在运行时软件演化中，前馈控制可利用策略和预定义计划来管理短期演化，以符合总体演化过程中定义的长期目标。例如，SMARTERCONTEXT可通过前馈控制部署新的监控工件或修改监控逻辑，以应对服务级别协议（SLA）的变化。

1.3 自适应控制

从控制理论的角度来看，自适应控制涉及控制机制的自动调整。这里主要介绍